CN102294561B - 上提拉式焊接机仿形器及自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上提拉式焊接机仿形器，包括第二滑板，第二滑板上安装第一滑板，第一滑板通过导向件与第二滑板滑动配合；第二滑板上安装上提拉机构，上提拉机构的执行部件与第一滑板连接；第二滑板上安装下压限位机构，第一滑板上设有滑板连接块，下压限位机构的执行部件与滑板连接块之间安装缓冲件；第一滑板上安装焊枪支架，焊枪支架上设有能勾挂于工件翼板底部的挂件和限定焊枪与工件腹板之间距离的支撑件。装有所述上提拉式焊接机仿形器的箱式梁门自动焊接机，包括机架，机架上安装行走机构，机架的横梁上安装横移机构，横移机构的执行部件与所述仿形器的第二滑板固定连接，使第二滑板能沿横梁横向移动；所述焊枪支架上安装焊枪。

Description

上提拉式焊接机仿形器及自动焊接机

技术领域

 本发明涉及一种上提拉式焊接机仿形器及自动焊接机。

背景技术

现有的水泥砼车臂架是由环形的翼板构成臂架主体，翼板左右两侧各焊接一块腹板构成的中空部件。而由于现有的焊接机仿形器在仿形时，需向下压紧工件的底板，依据底板的形状变化而调节焊枪走向，因此，现有的仿形器因水泥砼车臂架无底部可依而无法引导焊接机实现仿形焊接，从而，使得水泥砼车臂架只能由人工焊接。人工焊接存在焊接效率低，成本高且焊接精度较差的问题。另外，现有仿形器的竖直方向的仿形机构中必须装有接近开关，无论焊枪向上或下移动，都是由接近开关启动升降机构，由升降机构在消耗能量的前提下主动完成。其不足在于反应速度慢，具体地说是接近开关接到信号，再将信号传至控制装置，控制装置再启动升降机构带动焊枪升降，需要较长的时间，直接降低了仿形器的灵敏度，严重降低的焊接的速度和质量。

发明内容

本发明的目的，是提供了一种上提拉式焊接机仿形器和自动焊接机，它可解决现有仿形器焊接水泥砼车臂架难以定位无法引导焊接机实施仿形焊接的问题，可实现臂架的机械化焊接。另外，它仿形为敏度高，可大幅提高焊接效率和质量，降低生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：上提拉式焊接机仿形器，包括第二滑板，第二滑板上安装第一滑板，第一滑板通过导向件与第二滑板滑动配合，第一滑板能沿第二滑板上下移动；第二滑板上安装上提拉机构，上提拉机构的执行部件与第一滑板连接，为第一滑板提供上提拉的动力；第二滑板上安装下压限位机构，第一滑板上设有滑板连接块，下压限位机构的执行部件与滑板连接块之间安装缓冲件，下压限位机构能通过缓冲件和滑板连接块对第一滑板施加下压力；第一滑板上安装焊枪支架，焊枪支架上设有能勾挂于工件翼板底部的挂件和限定焊枪与工件腹板之间距离的支撑件。

装有所述上提拉式焊接机仿形器的自动焊接机，包括机架，机架上安装行走机构，机架的横梁上安装横移机构，横移机构的执行部件与所述仿形器的第二滑板固定连接，使第二滑板能沿横梁横向移动；所述焊枪支架上安装焊枪。

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：所述的导向件是V型轮，第一滑板的两侧各安装一或两个V型轮，V型轮的轮槽与第二滑板的两侧边沿配合；第二滑板与V型轮配合对第一滑板的竖向移动起导向作用。所述上提拉机构由滑板升降链轮、第二链条和配重块连接构成，第二滑板上安装滑板升降链轮，滑板升降链轮上安装第二链条，第二链条的一端与第一滑板固定连接，第二链条的另一端安装配重块。所述下压限位机构由滑板升降电机、滑板升降丝杠和螺母连接构成，第二滑板上安装滑板升降电机和滑板升降丝杠，滑板升降电机的输出轴与滑板升降丝杠的一端连接，滑板升降丝杠上安装螺母，螺母与滑板升降丝杠螺纹连接；螺母与第二滑板配合，第二滑板限制螺母旋转；螺母即为所述下压限位机构的执行部件。所述的缓冲件是第一弹簧。所述焊枪支架由固定块、两根摆臂和连接板铰接而成的平行四边形机构以及连接架连接构成，固定块与第一滑板固定连接，连接架能在平行四边形机构的带动下横向移动，连接板上安装连接架，连接架上安装焊枪、挂件和支撑件；第一滑板上安装推力机构，推力机构的执行部件与摆臂接触或连接，推力机构为焊枪提供靠近工件腹板的预紧力；固定块上安装第一接近开关和第二接近开关，一根摆臂上设有探头，探头随平行四边形机构横向移动过程中能触发第一接近开关和第二接近开关。所述连接架由夹持器、调节板和调整机构连接构成，夹持器与连接板固定连接，夹持器内安装调节板，夹持器上安装调节螺栓以固定调节板的位置；调整机构的执行部件与焊枪连接。所述的支撑件是腹板仿形轮；所述的挂件是翼板仿形轮，翼板仿形轮由所述焊枪支架的一侧伸出，以便于勾挂住工件翼板底部；腹板仿形轮与焊枪的枪口位于焊枪架的同一侧，翼板仿形轮位于焊枪的下方。

所述横移机构由第一链条、链轮、横移导向机构和横移电机连接构成，第一链条的两端与横梁固定连接，横移电机的输出轴上安装链轮，链轮与第一链条啮合；第二滑板与横梁之间安装横移导向机构；所述横移导向机构由滚针轴承、横梁导轨和轴承连接板连接构成，横梁导轨水平设置且与横梁固定连接，轴承连接板上安装两排滚针轴承，两排滚针轴承分别夹于横梁导轨的前后两侧。

本发明的积极效果在于：它可对仿形部件施加向上的提拉力，仿形器能勾挂于水泥砼车臂架的翼板底部，确保仿形器可依据臂底部翼板的形状变化而精确调整焊枪的位置，实现仿形焊接。它还装有水平方向的仿形机构，可随腹板的形状变化及时调整焊枪的水平位置，能进一步提高焊接质量。所述的仿形器以及安装有该仿形器的自动焊接机可实现水泥砼车臂架的自动焊接，从而替代人工焊接，具有生产效率高，成本低和焊接精度高的优点。另外，它的竖直仿形省略了接近开关和升降机构，而是利用重块重力或接簧弹力实现的，具有反应速度快，灵敏度高和节能的优点，并可大幅简化所述仿形器和焊接机的结构。

附图说明

图1是本发明所述的上提拉式焊接机仿形器的结构示意图，为标明仿形器与焊接机的连接关系，图中有横梁和横移机构；图2是图1的A-A剖视结构示意图；图3是图1的右视结构示意图；图4是所述焊枪支架的结构示意图；图5是图4的俯视结构示意图；图6是图5的B向结构示意图；图7是所述自动焊接机。

附图标记：1机架　2工件　3上提拉式焊接机仿形器　4焊接电源　5工字梁　6导轨　7导轨压板　8焊枪支架　9伺服驱动电机　10焊接电源　11第一滑板　12第二滑板　13滑板升降电机　14联轴器　15滑板升降丝杠　16第一弹簧　17横移电机　18链轮　19第一链条　20横梁　21滑板升降链轮　22配重块　23链条连接轴　24滚针轴承　25横梁导轨　26轴承连接板　27导向块　28V型轮　29送丝机　30滑板连接块　31第一球轴承　32单向推力球轴承　33第二球轴承　34送丝机连接板　35旋转轴　36摆臂　37焊枪　38焊枪夹持器　39焊枪绝缘套　40翼板仿形轮　41调节板　42第一接近开关　43气缸　44气缸固定座　45第二弹簧　46步进电机　47涡轮蜗杆变速箱　48腹板仿形轮　49焊枪摆动调节手柄　50球轴承　51球轴承　52夹持器　53螺母　54螺母　55固定块　56连接板　57接近开关固定板　58调节螺栓　59第二接近开关　60外套管　61内套管　62探头　63第二链条。

具体实施方式

本发明所述的上提拉式焊接机仿形器，包括第二滑板12，第二滑板12上安装第一滑板11，第一滑板11通过导向件与第二滑板12滑动配合，第一滑板11能沿第二滑板12上下移动；第二滑板12上安装上提拉机构，上提拉机构的执行部件与第一滑板11连接，为第一滑板11提供上提拉的动力；第二滑板12上安装下压限位机构，第一滑板11上设有滑板连接块30，滑板连接块30可与第一滑板11制成一体，下压限位机构的执行部件与滑板连接块30之间安装缓冲件，下压限位机构能通过缓冲件和滑板连接块30对第一滑板11施加下压力；第一滑板11上安装焊枪支架，焊枪支架上设有能勾挂于工件2翼板底部的挂件和限定焊枪37与工件2腹板之间距离的支撑件。上提拉机构通过第一滑板11和焊枪支架对挂件实加向上的拉力，确保焊枪37能始终跟踪焊缝。

安装时，将第二滑板12与焊接机的移动机构连接，将焊枪37安装于焊枪支架上。仿形焊接时，如图4所示，挂件在第一滑板11的向上拉力作用下紧密贴紧工件2翼板的底部，使所述仿形器和焊枪37沿着工件2的翼板移动。当翼板竖直向外凸起时，挂件在翼板的作用下带动第一滑板11下移；当翼板向内凹陷时，挂件在第一滑板11的拉力作用下克服缓冲件的阻力上移。整个焊接过程中，挂件始终于工件2的翼板底部紧密结合，可确保焊枪37始终能随焊缝的变化，实现精确焊接。

如图1和图3所示，所述的导向件是V型轮28，第一滑板11的两侧各安装一或两个V型轮28，V型轮28的轮槽与第二滑板12的两侧边沿配合；第二滑板12与V型轮28配合对第一滑板11的竖直移动起导向作用。所述的导向件也可以是由导杆和导套连接构成，第二滑板12的一侧竖直安装一根导杆，导杆上滑动安装一个导套，导套与第一滑板11固定连接，第一滑板11可在导杆和导套的滑动配合下沿第二滑板12竖直移动。所述的导向件还可以是现有的其他可为第一滑板11沿第二滑板12竖直移动起导向作用的部件或机构。

如图1和图2所示，所述上提拉机构可由滑板升降链轮21、第二链条63和配重块22连接构成，第二滑板12上安装滑板升降链轮21，滑板升降链轮21上安装第二链条63，第二链条63的一端与第一滑板11固定连接，第二链条63的另一端绕过滑板升降链轮21安装配重块22。滑板升降链轮21和第二链条63连接构成定滑轮机构。依靠配重块22所受的重力对第一滑板11提供上提拉力。所述的配重块22也可由拉簧替代，只是由于拉簧的拉力会随伸缩的长度而变化，力量不恒定，不如配重块22便于控制。所述的上提拉机构也可以是由第二链条63和拉簧直接构成，拉簧的上端与第二滑板12固定连接，拉簧的下端与第二链条63的一端连接，由拉簧直接为第一滑板11提供上提位力，但缺陷仍是力量不稳定。所述的第二链条63和滑板升降链轮21可由钢丝绳和定滑轮替代。为便于第二链条63与第一滑板11连接，第二链条63可通过链条连接轴23与第一滑板11固定连接。

如图1和图2所示，所述下压限位机构可由滑板升降电机13、滑板升降丝杠15和螺母54连接构成，第二滑板12上安装滑板升降电机13和滑板升降丝杠15，滑板升降丝杠15的两端分别通过第一球轴承31、单向推力球轴承32和第二球轴承33与第二滑板12连接，使滑板升降丝杠15能相对第二滑板12转动。滑板升降电机13的输出轴可通过联轴器14与滑板升降丝杠15的一端连接，滑板升降丝杠15上安装螺母54，螺母54与滑板升降丝杠15螺纹连接；螺母54与第二滑板12配合，第二滑板12限制螺母54旋转。为确保螺母54无法相对第二滑板12旋转，如图2所示，螺母54上设有导向块27，第二滑板12上竖直开设导向槽，导向块27位于导向槽内，使螺母54仅可相对第二滑板12竖直移动。螺母54即为所述下压限位机构的执行部件。所述下压限位机构可通过缓冲件将第一滑板11向下移动，并限定第一滑板11的最高位置。所述的下压限位机构还可以是液压缸，液压缸与第二滑板12固定连接，液压缸的活塞杆上与缓冲件接触，可通过缓冲件对第一滑板11施加向下的压力。

如图2所示，所述的缓冲件是第一弹簧16。为防止第一弹簧16在压力下侧弯，第一弹簧16可套装于滑板升降丝杠15上，以滑板升降丝杠15为导向杆，相应的滑板连接块30也应套于滑板升降丝杠15上，以便于缓冲件与滑板连接块30上下对应。所述的缓冲件，其作用是当工件2的翼板向内凹陷时，上提拉机构可带动第一滑板11向上移动。若无缓冲件而由第一滑板11与下压限定机构直接连接，下压限定机构的执行部件会锁定第一滑板11，使其无法上移，如此，第一滑板11便不可能随工件2翼板的内凹而上移，使焊枪37无法跟踪焊缝。所述的缓冲件也可由两块磁铁构成，一块磁铁与螺母54固定连接，另一块磁铁与滑板连接块30连接，两块磁铁同极相对。当滑板连接块30与螺母54的间距缩小至设定值时，两磁铁间的斥力可与上提拉机构的拉力平稳。

如图4至图6所示，所述焊枪支架可由固定块55、两根摆臂36和连接板56铰接而成的平行四边形机构以及连接架连接构成，固定块55与第一滑板11固定连接，连接板56上安装连接架，连接架能在平行四边形机构的带动下横向移动，连接架上安装焊枪37、挂件和支撑件，第一滑板11上安装推力机构，推力机构的执行部件与摆臂36接触或连接，推力机构为焊枪37提供靠近工件2腹板的预紧力；固定块55上安装第一接近开关42和第二接近开关59，一根摆臂36上设有探头62，探头62随平行四边形机构横向移动过程中能触发第一接近开关42或第二接近开关59。所述的推力机构由气缸43、外套管60、内套管61和第二弹簧45连接构成，如图5和图6所示，气缸43通过气缸固定座44与第一滑板11连接固定，内套管61位于外套管60内，且外套管60和内套管61的内腔相通，第二弹簧45位于外套管60和内套管61内，内套管61与一根摆臂36铰接。由外套管60、内套管61和第二弹簧45连接构成的部件即为推力机构的执行部件，此方案执行部件与摆臂36连接。外套管60也可与气缸43的活塞杆固定连接，此时，内套管61只能与摆臂36接触而不能连接。气缸43的活塞杆推动外套管60，外套管60通过第二弹簧45推动内套管61，内套管61通过摆臂36推动支撑件紧密靠近工件2的腹板。当腹板横向外凸或内凹时，支撑件可在腹板作用下带动摆臂36横向摆动，摆动过程中支撑件在推力机构的推力作用下始终与腹板紧密贴合，从而确保焊枪37能自动地精确跟踪焊缝进行焊接。当腹板的横向外凸或内凹的幅度大于摆臂36横向向内或向外的摆动幅度时，探头62会触发第一接近开关42或第二接近开关59，第一接近开关42或第二接近开关59可将信号传给控制装置，控制装置指令焊接机移动机构横向移动加以补偿，确保焊枪37能始终跟踪焊缝。如图　所示，所述的焊枪支架也可以是不可横向移动的固定架，焊枪37安装于该结构的焊枪支架上无法进行横向仿形，只能焊接腹板为平面的工件2。焊枪支架中的平行四边形机构可由滑轨和滑块构成的机构替代，滑轨与第一滑板11固定连接，滑轨上滑动安装滑块，滑块上安装连接架。探头62与滑块连接固定。气缸43可通过由外套管60、内套管61和第二弹簧45构成的部件对滑块施加压力，确保支撑件能始终与腹板紧密贴合。

为方便调整焊枪37的位置，以便于精确焊接，如图4和图6所示，所述连接架由夹持器52、调节板41和调整机构连接构成，夹持器52与连接板56固定连接，夹持器52内安装调节板41，调节板41能相对夹持器52竖直移动，以调整焊枪37的高度。夹持器52上安装调节螺栓58以固定调节板41的位置，调整机构的执行部件与焊枪37连接。调整焊枪37高度时，松开调节螺栓58；调整完成后旋紧调节螺栓58。所述的调整机构可由步进电机46和涡轮蜗杆变速箱47连接构成，调节板41上固定安装涡轮蜗杆变速箱47和步进电机46，步进电机46的输出轴与涡轮蜗杆变速箱47的输入轴连接，涡轮蜗杆变速箱47的输出轴上安装焊枪夹持器38，焊枪夹持器38上安装焊枪37。步进电机46可通过涡轮蜗杆变速箱47调整焊枪37的角度。连接架也可以是无法调整焊枪37位置的固定架。为提高焊接的安全性，焊枪夹持器38通过焊枪绝缘套39夹持固定焊枪37。

如图4至图6所示，所述的支撑件是腹板仿形轮48；所述的挂件是翼板仿形轮40，翼板仿形轮40由所述焊枪支架的一侧伸出，以便于勾挂住工件2翼板底部。腹板仿形轮48和翼板仿形轮40均可以是轴承，其作用是减少与工件2之间移动的磨擦力。腹板仿形轮48与焊枪37的枪口位于焊枪架的同一侧，翼板仿形轮40位于焊枪37的下方。若工件2的表面较为光滑磨擦系数较小，所述的支撑件和挂件均可以是表面光滑的固定件，例如球状或半球状的固定件。

如图7所示，装有所述上提拉式焊接机仿形器的自动焊接机，包括机架1，机架1上安装行走机构，机架1的横梁20上安装横移机构，横移机构的执行部件与所述仿形器的第二滑板12固定连接，使第二滑板12能沿横梁20横向移动；所述焊枪支架上安装焊枪37。焊接机上应装有焊接必备的焊接电源4、焊接电源10和送丝机29等现有焊接的机构或部件，以实现焊接工作。送丝机29可通过送丝机连接板34与第二滑板12固定连接。横移机构即为上述的焊接机的移动机构。所述的行走机构是伺服驱动电机9，伺服驱动电机9的输出轴上安装齿轮。如图7所示，所述焊接机的导轨6上设有齿条，齿条与伺服驱动电机9上的齿轮配合，可实现焊接机沿导轨6移动，为焊枪37的纵向移动提供动力。

如图1至3所示，所述横移机构由第一链条19、链轮18、横移导向机构和横移电机17连接构成，第一链条19的两端与横梁20固定连接，横移电机17的输出轴上安装链轮18，链轮18与第一链条19啮合。第二滑板12与横梁20之间安装横移导向机构；所述横移导向机构由滚针轴承24、横梁导轨25和轴承连接板26连接构成，横梁导轨25水平设置且与横梁20固定连接，轴承连接板26上安装两排滚针轴承24，两排滚针轴承24分别夹于横梁导轨25的前后两侧。轴承连接板26与第二滑板12固定连接。轴承连接板26与横梁导轨25配合将第二滑板12悬挂于横梁20上，滚针轴承24可减少移动磨擦力。轴承连接板26即为横移机构的执行部件。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (9)

1.上提拉式焊接机仿形器，其特征在于：包括第二滑板（12），第二滑板（12）上安装第一滑板（11），第一滑板（11）通过导向件与第二滑板（12）滑动配合，第一滑板（11）能沿第二滑板（12）上下移动；第二滑板（12）上安装上提拉机构，上提拉机构的执行部件与第一滑板（11）连接，为第一滑板（11）提供上提拉的动力；第二滑板（12）上安装下压限位机构，第一滑板（11）上设有滑板连接块（30），下压限位机构的执行部件与滑板连接块（30）之间安装缓冲件，下压限位机构能通过缓冲件和滑板连接块（30）对第一滑板（11）施加下压力；第一滑板（11）上安装焊枪支架，焊枪支架上设有能勾挂于工件（2）翼板底部的挂件和限定焊枪（37）与工件（2）腹板之间距离的支撑件；所述上提拉机构由滑板升降链轮（21）、第二链条（63）和配重块（22）连接构成，第二滑板（12）上安装滑板升降链轮（21），滑板升降链轮（21）上安装第二链条（63），第二链条（63）的一端与第一滑板（11）固定连接，第二链条（63）的另一端安装配重块（22）。

2.根据权利要求1所述的上提拉式焊接机仿形器，其特征在于：所述的导向件是V型轮（28），第一滑板（11）的两侧各安装一或两个V型轮（28），V型轮（28）的轮槽与第二滑板（12）的两侧边沿配合；第二滑板（12）与V型轮（28）配合对第一滑板（11）的竖向移动起导向作用。

3.根据权利要求1所述的上提拉式焊接机仿形器，其特征在于：所述下压限位机构由滑板升降电机（13）、滑板升降丝杠（15）和螺母（54）连接构成，第二滑板（12）上安装滑板升降电机（13）和滑板升降丝杠（15），滑板升降电机（13）的输出轴与滑板升降丝杠（15）的一端连接，滑板升降丝杠（15）上安装螺母（54），螺母（54）与滑板升降丝杠（15）螺纹连接；螺母（54）与第二滑板（12）配合，第二滑板（12）限制螺母（54）旋转；螺母（54）即为所述下压限位机构的执行部件。

4.根据权利要求1所述的上提拉式焊接机仿形器，其特征在于：所述的缓冲件是第一弹簧（16）。

5.根据权利要求1所述的上提拉式焊接机仿形器，其特征在于：所述焊枪支架由固定块（55）、两根摆臂（36）和连接板（56）铰接而成的平行四边形机构以及连接架连接构成，固定块（55）与第一滑板（11）固定连接，连接架能在平行四边形机构的带动下横向移动，连接板（56）上安装连接架，连接架上安装焊枪（37）、挂件和支撑件；第一滑板（11）上安装推力机构，推力机构的执行部件与摆臂（36）接触或连接，推力机构为焊枪（37）提供靠近工件（2）腹板的预紧力；固定块（55）上安装第一接近开关（42）和第二接近开关（59），一根摆臂（36）上设有探头（62），探头（62）随平行四边形机构横向移动过程中能触发第一接近开关（42）或第二接近开关（59）。

6.根据权利要求5所述的上提拉式焊接机仿形器，其特征在于：所述连接架由夹持器（52）、调节板（41）和调整机构连接构成，夹持器（52）与连接板（56）固定连接，夹持器（52）内安装调节板（41），夹持器（52）上安装调节螺栓（58）以固定调节板（41）的位置；调整机构的执行部件与焊枪（37）连接。

7.根据权利要求1所述的上提拉式焊接机仿形器，其特征在于：所述的支撑件是腹板仿形轮（48）；所述的挂件是翼板仿形轮（40），翼板仿形轮（40）由所述焊枪支架的一侧伸出，以便于勾挂住工件（2）翼板底部；腹板仿形轮（48）与焊枪（37）的枪口位于焊枪架的同一侧，翼板仿形轮（40）位于焊枪（37）的下方。

8.装有权利要求1所述上提拉式焊接机仿形器的箱式梁门自动焊接机，包括机架（1），机架（1）上安装行走机构，其特征在于：机架（1）的横梁（20）上安装横移机构，横移机构的执行部件与所述仿形器的第二滑板（12）固定连接，使第二滑板（12）能沿横梁（20）横向移动；所述焊枪支架上安装焊枪（37）；所述仿形器的上提拉机构由滑板升降链轮（21）、第二链条（63）和配重块（22）连接构成，第二滑板（12）上安装滑板升降链轮（21），滑板升降链轮（21）上安装第二链条（63），第二链条（63）的一端与第一滑板（11）固定连接，第二链条（63）的另一端安装配重块（22）。

9.根据权利要求8所述的箱式梁门自动焊接机，其特征在于：所述横移机构由第一链条（19）、链轮（18）、横移导向机构和横移电机（17）连接构成，第一链条（19）的两端与横梁（20）固定连接，横移电机（17）的输出轴上安装链轮（18），链轮（18）与第一链条（19）啮合；第二滑板（12）与横梁（20）之间安装横移导向机构；所述横移导向机构由滚针轴承（24）、横梁导轨（25）和轴承连接板（26）连接构成，横梁导轨（25）水平设置且与横梁（20）固定连接，轴承连接板（26）上安装两排滚针轴承（24），两排滚针轴承（24）分别夹于横梁导轨（25）的前后两侧。

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